3D Viewer: Anorganische Moleküle – Formeln und Geometrie

Wie kommt die Form eines Moleküls zustande?

Ein Molekül ist ein abgegrenztes Teilchen mit fester räumlicher Gestalt. Diese lässt sich mit dem Elektronenpaarabstoßungs-Modell (EPA-Modell, englisch VSEPR) vorhersagen: Die Elektronenpaare am Zentralatom stoßen sich ab und ordnen sich mit möglichst großem Abstand zueinander an. Entscheidend ist die Gesamtzahl der Elektronenpaare – bindende und freie zusammen.

Bei vier Elektronenpaaren (Oktett) ergeben sich je nach Zahl der freien Paare:

keine freien Paare → tetraedrisch (109,5°), z. B. Methan-Molekül (CH₄)
ein freies Paar → trigonal-pyramidal (107°), z. B. Ammoniak-Molekül (NH₃)
zwei freie Paare → gewinkelt (104,5°), z. B. Wasser-Molekül (H₂O)

Freie Elektronenpaare beanspruchen mehr Raum als bindende und drängen die Bindungen zusammen – so sinkt der Winkel schrittweise von 109,5° über 107° auf 104,5°.

Bei weniger Elektronenpaaren oder Mehrfachbindungen entstehen andere Formen:

linear (180°), z. B. Kohlenstoffdioxid-Molekül (CO₂)
trigonal-planar (120°), z. B. Schwefeltrioxid-Molekül (SO₃)

Deshalb ist das CO₂-Molekül linear, das Wasser-Molekül aber gewinkelt – obwohl beide aus drei Atomen bestehen: Am Kohlenstoff des CO₂ sitzt kein freies Elektronenpaar, am Sauerstoff des Wassers dagegen zwei.

Vier Darstellungsebenen

Dalton-Kugelmodell: Atome als farbige Kugeln. Zeigt Zusammensetzung und grobe Anordnung — keine Bindungsdetails.

2D-Geometrie (VSEPR): Bindungen und freie Elektronenpaare in der Ebene. Die Elektronenpaare am Zentralatom bestimmen die Molekülform (tetraedrisch, gewinkelt, trigonal-planar …).

Valenzstrichformel (Lewis): Alle Atome, Bindungsstriche und freie Elektronenpaare. Formalladungen werden gezeigt, wenn das Zentralatom streng das Oktett einhält (max. 4 EP).

3D-Geometrie: Raumstruktur auf Basis realer Bindungswinkel und -längen. Drehen und Zoomen mit Maus oder Touch.